專(zhuān)利名稱(chēng)：圖像數(shù)據(jù)處理的制作方法
圖像數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域
所描述的方法和系統(tǒng)涉及成像技術(shù)，更特別地，涉及處理圖像數(shù)據(jù)以獲得對(duì)圖像 數(shù)據(jù)所取自的物理樣本的屬性的了解。
背景技術(shù)：
在地質(zhì)學(xué)中針對(duì)巖心材料的圖像分析主要是沉積學(xué)和巖石學(xué)學(xué)科。來(lái)自光學(xué)和掃 描電子顯微鏡(SEM)技術(shù)的二維QD)圖像數(shù)據(jù)已經(jīng)應(yīng)用于估測(cè)孔隙度、孔隙尺寸、顆粒尺 寸、流動(dòng)單位、滲透性、速度和壓縮性。傳統(tǒng)的巖石學(xué)技術(shù)能夠鑒定礦物相信息和礦物相的 來(lái)源(例如，由巖屑形成的或自生的)?？梢蕴綔y(cè)小至納米的長(zhǎng)度規(guī)格。
另一方面，能夠產(chǎn)生微米規(guī)格的孔隙結(jié)構(gòu)的詳細(xì)三維(3D)圖像的X射線微型計(jì)算 機(jī)斷層掃描(CT)近來(lái)已經(jīng)被公認(rèn)為是對(duì)適當(dāng)建立的2D顯微技術(shù)的有用補(bǔ)充。高質(zhì)量的“即 用型(turn-key)”斷層掃描系統(tǒng)的可用性近來(lái)已推動(dòng)了這些系統(tǒng)的應(yīng)用的迅速增長(zhǎng)。這些 系統(tǒng)能夠在三維上獲得多孔材料的孔隙/顆粒規(guī)格信息。不幸的是，傳統(tǒng)的顯微CT成像給 出的是低礦物分辨率并且受限位大約1微米的空間分辨率。
近來(lái)對(duì)表征和測(cè)量巖心材料的孔隙/顆粒/粘土規(guī)格方面的屬性的關(guān)注度增加； 了解此規(guī)格的屬性對(duì)于油和氣工業(yè)中的應(yīng)用至關(guān)重要。對(duì)巖心樣本的分析用于產(chǎn)生關(guān)鍵的 巖石學(xué)和多相流動(dòng)屬性。這些屬性對(duì)于減少石油公司在尋找、生產(chǎn)和操作油田和氣田時(shí)所 面對(duì)的高經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。相比于使新油田投入生產(chǎn)的成本或擴(kuò)展現(xiàn)有油田的使用壽命 的潛在利潤(rùn)，對(duì)它們本身進(jìn)行分析的成本是低的。巖心分析保留了用于估測(cè)儲(chǔ)量和預(yù)測(cè)采 油率的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。盡管事實(shí)是巖心分析可能經(jīng)常提供矛盾的數(shù)據(jù)以及難以解釋和重現(xiàn) 的數(shù)據(jù)。這樣的困難至少部分由于復(fù)雜的界面現(xiàn)象，其需要在基礎(chǔ)層面解決以便更好的了 解多相流動(dòng)屬性。
在巖心實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用傳統(tǒng)的多相流動(dòng)實(shí)驗(yàn)獲得的測(cè)量值用于研究巖石的孔隙規(guī)格 結(jié)構(gòu)以及流體/流體的界面屬性和流體/巖石的相互作用。用來(lái)對(duì)應(yīng)用于多相流動(dòng)的孔隙 級(jí)遷移進(jìn)行建模的規(guī)則和方法的研發(fā)受到很大的關(guān)注。正在研究孔隙網(wǎng)絡(luò)模型，其包括在 不同的潤(rùn)濕性條件(水濕、混合濕大/小)下各孔隙中的流體的占用的規(guī)則，以試圖提高 對(duì)實(shí)際多孔材料中的多相流動(dòng)屬性的了解(參看，例如Morrow和Mason的“Recovery of Oil by spontaneous imbibition",Current Opinion in Colloid & Interface Science, Vol. 6, pp. 321-337(2001)以及 H. Behbahani 和 M. Blunt 的 “Analysis of Imbibition in mixed wet rocks using pore scale modeling，，, SPE 90132,發(fā)表于SPE Annual Teehnical Conference, Houston, 2004)。至今，沒(méi)有方法能夠?qū)⒉煌黧w相的孔隙網(wǎng)絡(luò)模型描述直接 校準(zhǔn)到實(shí)際潤(rùn)濕性條件下的流體相的分布的實(shí)驗(yàn)孔隙級(jí)信息。因此不能對(duì)孔隙規(guī)格放熱建 模直接進(jìn)行孔隙級(jí)校準(zhǔn)。
已經(jīng)證明對(duì)CT圖像的直接模擬可以用于預(yù)測(cè)多孔材料的單相屬性；例如， 滲透性、傳導(dǎo)性和汞注入毛細(xì)管壓力曲線(參見(jiàn)例如“Digital core laboratory Petrophysical analysis from 3D imaging of reservoir core fragments，，，C. H. Arns, F. Bauget, A. Ghous, A. Sakellariou, T. J. Senden, A. P. Sheppard, R. M. Sok, W. V. Pinczewski, J. Kelly 和 M. A. Knackstedt,Petrophysics,46 (4)，260—277，2005)。
先前的研究已經(jīng)證明了能夠基于顯微CT成像實(shí)驗(yàn)來(lái)在3D中識(shí)別流體的孔隙規(guī)格 分布(參見(jiàn) Seright 等，"Characterizing disproportionate permeability reduction using synchrotron X-ray computed tomography，，，SPE Reservoir Evaluation and Engineering, October 2002，pp. ；355_364)。然而這些研究嚴(yán)重受礙于需要注采(flood)研 究的巖心樣本，而樣本不從X射線CT束線移開(kāi)。這將在3D孔隙規(guī)格下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)限制為 簡(jiǎn)單的注采實(shí)驗(yàn)。
而且，這些實(shí)驗(yàn)受限于需要在長(zhǎng)的獲取次數(shù)內(nèi)維持對(duì)巖心材料的微米精確定位。 因此，涉及相當(dāng)多的適當(dāng)次數(shù)的實(shí)驗(yàn)(例如，在儲(chǔ)層條件下測(cè)量穩(wěn)固狀態(tài)相對(duì)滲透性，天然 原油和鹽溶液中的巖心的老化，多孔板注采等)可能需要樣本保持在CT設(shè)備上幾個(gè)星期或 者甚至幾個(gè)月。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于基本上克服或者至少改善已知結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)，或者提 供有用的替代方式。
根據(jù)本公開(kāi)的第一方面，提供了一種處理樣本的圖像數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括 配準(zhǔn)至少部分重疊樣本的空間區(qū)域的第一和第二圖像；以及
處理來(lái)自所配準(zhǔn)的圖像的數(shù)據(jù)以獲得包括與樣本有關(guān)的信息的整合圖像數(shù)據(jù)，所 述信息相對(duì)于能夠從所述第一和第二圖像獲得的信息是附加的。
根據(jù)本公開(kāi)的第二方面，提供了一種可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)第一方面的方 法的步驟。
根據(jù)本公開(kāi)的第三方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其具有計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其 中計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括第二方面的計(jì)算機(jī)程序。
根據(jù)本公開(kāi)的又一方面，提供了一種用于處理樣本的圖像數(shù)據(jù)的電子系統(tǒng)，包 括
成像裝置，設(shè)置為用于獲取至少部分重疊樣本的空間區(qū)域的第一和第二圖像；
存儲(chǔ)裝置，設(shè)置為用于存儲(chǔ)所獲取的圖像；以及
至少一個(gè)微處理器，設(shè)置為用于檢索和配準(zhǔn)所獲取的圖像的數(shù)據(jù)以獲得整合圖像 數(shù)據(jù)，整合圖像數(shù)據(jù)包括與樣本有關(guān)的信息，所述信息相對(duì)于從所述第一和第二圖像獲得 的信息是附加的。
還公開(kāi)了本公開(kāi)的其他方面。


下面參照如下附圖來(lái)描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，其中
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的方法的示意流程圖，該方法涉及配準(zhǔn)2D 和3D圖像以及隨后整合來(lái)自?xún)蓚€(gè)圖像的信息。
圖2A和圖2B分別顯示了 2D電子顯微鏡圖像和3D斷層掃描圖像。
圖3顯示了來(lái)自圖2A和2B的配準(zhǔn)圖像的動(dòng)畫(huà)的最后一幀。
圖4A和圖4B分別顯示了 2D光學(xué)顯微鏡圖像和3D斷層掃描圖像。
圖5和圖6分別顯示了 2D顯微鏡圖像和配準(zhǔn)的3D斷層掃描圖像，所述圖像具有 基本不同的空間分辨率。
圖7顯示了通過(guò)將從2D圖像獲得的孔隙結(jié)構(gòu)信息整合成3D圖像數(shù)據(jù)而獲得的整 合圖像。
圖8顯示了用于扭曲變換的規(guī)則正方形柵格的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。
圖9顯示了扭曲變換模板的示意圖。
圖10顯示了最接近扭曲變換的圖像的中心的五個(gè)關(guān)聯(lián)最大值。
圖11顯示了從配準(zhǔn)之前已經(jīng)被去扭曲(圖11B)或未被去扭曲(圖11A)的圖像 所獲得的圖像。
圖12顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的方法的示意流程圖，該方法涉及將3D 圖像與3D圖像對(duì)齊，并且隨后整合來(lái)自?xún)蓚€(gè)圖像的信息。
圖13顯示了流體攝取前的樣本，而圖14顯示了流體攝取后的樣本。
圖15為來(lái)自顯示流體在樣本內(nèi)的分布的影片的快照，其中通過(guò)將3D圖像對(duì)齊而 獲得流體分布。
圖16A顯示了 3D相分布，而圖16B顯示了孔隙尺寸分布和流體含量之間的相互關(guān)系。
圖17顯示了與本發(fā)明的第一實(shí)施方式關(guān)聯(lián)的計(jì)算處理的算法。
圖18顯示了與本發(fā)明的第二實(shí)施方式關(guān)聯(lián)的計(jì)算處理的算法。
圖19顯示了圖17和18中所示算法的步驟2的流程圖的詳情。
圖20顯示了在3D斷層掃描圖像內(nèi)配準(zhǔn)的2D顯微鏡圖像。
圖21顯示了兩個(gè)配準(zhǔn)圖像中的特征的等價(jià)，一個(gè)圖像為2D SEM圖像，另一個(gè)圖像 為3D斷層掃描圖像的相應(yīng)切片。
圖22顯示了 2D SEM圖像及其來(lái)自配準(zhǔn)的3D斷層掃描圖像的等價(jià)切片。
圖23為從3D斷層掃描圖像獲得的衰減數(shù)據(jù)和從2D顯微鏡圖像獲得的孔隙率數(shù) 據(jù)之間的函數(shù)關(guān)系曲線圖。
圖24A顯示了兩個(gè)不同分辨率的圖像以及基于從兩個(gè)圖像獲得的整合數(shù)據(jù)的圖像。
圖24B顯示了局部孔隙尺寸分布(y軸)與微孔率之間的相互關(guān)系，微孔率映射自 基于圖24A中的圖像的圖像數(shù)據(jù)繪制的X射線衰減(χ軸)。
圖25描述了相對(duì)于從3D斷層掃描圖像獲得的衰減數(shù)據(jù)映射來(lái)自2D顯微鏡方法 的礦物相信息。
圖沈和27描述了從樣本取得3D圖像的原理；用樣本進(jìn)行試驗(yàn)，其中樣本從成像 設(shè)備移開(kāi)；對(duì)樣本再成像并且配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)前和試驗(yàn)后獲得的兩個(gè)3D圖像，以識(shí)別樣本中的結(jié) 構(gòu)或其他變化。
圖28顯示了樣本的配準(zhǔn)的3D圖像的兩個(gè)相應(yīng)的切片，該樣本已進(jìn)行碳酸處理，明 顯的結(jié)構(gòu)差別是由于酸對(duì)樣本材料屬性的影響。
圖四顯示了由樣本的連續(xù)狀態(tài)定義的一系列曲線，每個(gè)狀態(tài)由水飽和度和毛細(xì) 管壓力的特定值表征。
圖30、31和32A顯示了處于相對(duì)于圖四的圖形的各個(gè)狀態(tài)的樣本的配準(zhǔn)圖像。
圖32B量化了在不同潤(rùn)濕性情況下的殘余碳?xì)浠衔锇唿c(diǎn)尺寸的尺寸變化。
圖33顯示了多分辨率的3D圖像的配準(zhǔn)的應(yīng)用。
圖34顯示了將較高分辨率3D圖像嵌入到較低分辨率3D圖像的應(yīng)用。
圖35顯示了用于直接比較的不同分辨率的配準(zhǔn)的3D圖像的相應(yīng)切片。
圖36A和36B形成了可以在其上實(shí)現(xiàn)所描述的結(jié)構(gòu)的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示意方框 圖。
具體實(shí)施方式
圖1至35顯示了用于處理通過(guò)整合配準(zhǔn)的2D和3D圖像所獲得的數(shù)據(jù)的本公開(kāi) 方法的各個(gè)方面，以及這樣的處理所實(shí)現(xiàn)的實(shí)際應(yīng)用。
A、硬件實(shí)現(xiàn)
圖36A和36B共同形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3600的示意方框圖，其上可以實(shí)現(xiàn)所述 的各種結(jié)構(gòu)。
如圖36A所見(jiàn)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3600由計(jì)算機(jī)模塊3601，例如鍵盤(pán)3602、鼠標(biāo)指示器 裝置3603、掃描儀36 和麥克風(fēng)3680的輸入裝置，以及包括打印機(jī)3615、顯示器裝置3614 和揚(yáng)聲器3617的輸出裝置形成。一個(gè)或多個(gè)成像裝置3627也可以直接連到計(jì)算機(jī)模塊 3601。這些裝置提供待被此后所討論的方法處理的圖像數(shù)據(jù)。
外部調(diào)制器-解調(diào)器(調(diào)制解調(diào)器)收發(fā)器裝置3616可被計(jì)算機(jī)模塊3601用來(lái) 通過(guò)連接3621與通信網(wǎng)絡(luò)3620來(lái)往通信。網(wǎng)絡(luò)3620可以是廣域網(wǎng)(WAN)，例如因特網(wǎng)或 專(zhuān)用WAN。其中連接3621可以是電話線，調(diào)制解調(diào)器3616可以是傳統(tǒng)的“撥號(hào)”調(diào)制解調(diào) 器?？蛇x地，當(dāng)連接3621是高性能(例如電纜)連接時(shí)，調(diào)制解調(diào)器3616可以是寬帶調(diào)制 解調(diào)器。無(wú)線調(diào)制解調(diào)器也可以用于無(wú)線連接到網(wǎng)絡(luò)3620。
計(jì)算機(jī)模塊3601典型地包括至少一個(gè)處理器單元，以及例如由半導(dǎo)體隨機(jī)存取 存儲(chǔ)器(RAM)和半導(dǎo)體只讀存儲(chǔ)器(ROM)形成的存儲(chǔ)器單元3606。圖36A中所示的計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)包括兩個(gè)處理器3605A和3605B，使得能夠在如下所描述的方法的至少一些步驟中 實(shí)現(xiàn)并行處理。模塊3601還包括多個(gè)輸入/輸出(I/O)接口，其包括連接到視頻顯示器 3614、揚(yáng)聲器3617和麥克風(fēng)3680的音頻-視頻接口 3607，用于鍵盤(pán)3602、鼠標(biāo)3603、掃描 儀36 、成像裝置3627以及可選的操縱桿(未示出)的I/O接口 3613，以及用于外部調(diào)制 解調(diào)器3616和打印機(jī)3615的接口 3608。在一些實(shí)施方式中，調(diào)制解調(diào)器3616可以結(jié)合 到計(jì)算機(jī)模塊3601內(nèi)，例如在接口 3608內(nèi)。計(jì)算機(jī)模塊3601還具有本地網(wǎng)絡(luò)接口 3611， 該接口通過(guò)連接3623能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)系統(tǒng)3600連接到與被稱(chēng)為局域網(wǎng)(LAN)的本地計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)3622。如圖所示，本地網(wǎng)絡(luò)3622還可以通過(guò)連接36 連接到廣域網(wǎng)3620，連接36 將典型地包括所謂的“防火墻”裝置或具有相似功能的裝置。接口 3611可以由Khernet 電路卡，Bluetooth 無(wú)線設(shè)置或IEEE 802. 11無(wú)線設(shè)置形成。
接口 3608和3613可以提供串行或并行連接中的一種或兩種，前者典型地根據(jù)通 用串行總線(USB)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)并且具有相應(yīng)的USB連接器(未示出)。存儲(chǔ)裝置3609被設(shè)置 且典型地包括硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD) 3610。也可以使用例如軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和磁帶驅(qū)動(dòng)器(未示出) 的其他存儲(chǔ)裝置。典型地設(shè)置光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器3612以作為非揮發(fā)性數(shù)據(jù)源。諸如光盤(pán)(例如⑶-ROM、DVD)、USB-RAM、和軟盤(pán)的便攜式存儲(chǔ)器裝置例如也可以作為系統(tǒng)3600的合適的數(shù)據(jù)源。
計(jì)算機(jī)模塊3601的部件3605至3613典型地通過(guò)互連總線3604以及以本領(lǐng)域技 術(shù)人員公知的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3600的傳統(tǒng)操作模式的方式進(jìn)行通信。其上可以實(shí)現(xiàn)所描述的 布置的計(jì)算機(jī)的示例包括IBM-PC和兼容機(jī)，Sun Sparcstations, Apple Mac 或從它們發(fā) 展出的類(lèi)似計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
所討論的圖像處理方法可以利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3600實(shí)現(xiàn)，其中待描述的圖1和12 的步驟以及圖17-19的計(jì)算算法可以實(shí)現(xiàn)為在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3600內(nèi)執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)軟件 應(yīng)用程序3633。特別地，所討論的方法的步驟由在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3600內(nèi)執(zhí)行的軟件3633中 的指令3631實(shí)現(xiàn)。軟件指令3631可以形成為一個(gè)或多個(gè)代碼模塊，每個(gè)代碼模塊執(zhí)行一 個(gè)或多個(gè)特定任務(wù)。軟件也可以劃分成兩個(gè)獨(dú)立部分，其中第一部分和相應(yīng)的代碼模塊執(zhí) 行本方法的步驟，第二部分和相應(yīng)的代碼模塊管理第一部分和用戶(hù)之間的用戶(hù)接口。
軟件3633通常通過(guò)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)加載到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3600內(nèi)，并且然后被典型 地存儲(chǔ)于HDD 3610中，如圖36A所示，或者存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器3606中，之后軟件3633可以被計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)3600執(zhí)行。在一些情況中，可以向用戶(hù)提供在一個(gè)或多個(gè)⑶-ROM 3625上編碼的 應(yīng)用程序3633，并在存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器3610或3606之前通過(guò)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器3612讀取?？蛇x 地，軟件3633可以通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3600從網(wǎng)絡(luò)3620或3622讀取，或從其他計(jì)算機(jī)可讀介 質(zhì)加載到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3600中。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)指的是參與提供指令和/或數(shù)據(jù)給計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)3600來(lái)執(zhí)行和/或處理的任何存儲(chǔ)介質(zhì)。這樣的存儲(chǔ)介質(zhì)的示例包括軟盤(pán)、磁帶、 CD-ROM、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、ROM或集成電路、USB存儲(chǔ)器、磁-光盤(pán)、或例如PCMCIA卡的計(jì)算機(jī)可 讀卡等，這些裝置可以?xún)?nèi)置或外置于計(jì)算機(jī)模塊3601?？梢詤⑴c提供軟件、應(yīng)用程序、指令 和/或數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)模塊3601的計(jì)算機(jī)可讀傳輸介質(zhì)的示例包括無(wú)線電或紅外傳輸信道 以及到另一個(gè)計(jì)算機(jī)或聯(lián)網(wǎng)裝置的網(wǎng)絡(luò)連接，以及包括電子郵件傳輸和記錄在網(wǎng)站上的信 息的因特網(wǎng)或內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)等。
上面提到的應(yīng)用程序3633的第二部分和相應(yīng)的代碼模塊可被執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或 多個(gè)圖形用戶(hù)接口(⑶I)在顯示器3614上的渲染或顯示。通過(guò)典型地為鍵盤(pán)3602和鼠標(biāo) 3603的操作，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3600的用戶(hù)以及應(yīng)用能夠以功能上適用的方式操作接口以便向 與GUI相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用提供控制命令和/或輸入。功能上適用的用戶(hù)接口的其他形式也可以 實(shí)現(xiàn)為，例如利用通過(guò)揚(yáng)聲器3617輸出的聲音提示以及通過(guò)麥克風(fēng)3680輸入的用戶(hù)聲音 命令的音頻接口。
圖36B為處理器3605A或3605B之一以及“存儲(chǔ)器” 36；34的詳細(xì)示意方框圖。存 儲(chǔ)器3634表示能夠被圖36A中的計(jì)算機(jī)模塊3601訪問(wèn)的所有存儲(chǔ)器裝置(包括HDD 3610 和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器3606)的邏輯集合。
當(dāng)計(jì)算機(jī)模塊3601開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，上電自檢(POST)程序3650執(zhí)行。POST程序3650 典型地存儲(chǔ)于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器3606的ROM 3649中。永久存儲(chǔ)于例如R0M3649的硬件裝置中 的程序有時(shí)被稱(chēng)為固件。POST程序3650檢測(cè)計(jì)算機(jī)模塊3601內(nèi)的硬件以確保正常工作， 并且典型地分別檢查處理器3605A或3605B中的每個(gè)，存儲(chǔ)器(3609、3606)，以及典型地存 儲(chǔ)于ROM 3649中的基本輸入-輸出系統(tǒng)軟件(BIOS)模塊3651，來(lái)進(jìn)行正確的操作。一旦 POST程序3650已經(jīng)成功運(yùn)行，BIOS 3651激活硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器3610。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器3610的激活引發(fā)了駐留在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器3610上的引導(dǎo)加載器程序3652以通過(guò)處理器3605A或3605B中 的一個(gè)執(zhí)行。這將操作系統(tǒng)3653加載到RAM存儲(chǔ)器3606內(nèi)，操作系統(tǒng)3653在RAM存儲(chǔ)器 3606上開(kāi)始運(yùn)行。操作系統(tǒng)3653是系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用程序，可通過(guò)處理器3605A或3605B中的一 個(gè)執(zhí)行，以執(zhí)行各種高級(jí)功能，包括處理器管理、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、存儲(chǔ)管理、軟件應(yīng) 用接口、以及通用用戶(hù)接口。
操作系統(tǒng)3653管理存儲(chǔ)器(3609、3606)以確保在計(jì)算機(jī)模塊3601上運(yùn)行的每個(gè) 進(jìn)程或應(yīng)用程序具有足夠的存儲(chǔ)器，從而運(yùn)行不會(huì)與分配給其他進(jìn)程的存儲(chǔ)器相沖突。而 且，系統(tǒng)3600中可用的不同類(lèi)型的存儲(chǔ)器必須是合適的，從而每個(gè)進(jìn)程可以有效地運(yùn)行。 因此，集成的存儲(chǔ)器3634不是意指表示存儲(chǔ)器的特定段如何分配(除非聲明)，而是提供了 一種可被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3600訪問(wèn)的存儲(chǔ)器以及如何使用該存儲(chǔ)器的概況圖。
處理器3605A和3605B均包括多個(gè)功能模塊，包括控制單元3639，運(yùn)算邏輯單元 (ALU) 3640，以及有時(shí)稱(chēng)為緩存的本地或內(nèi)部存儲(chǔ)器3648。緩存3648典型地包括在寄存器 區(qū)的多個(gè)存儲(chǔ)寄存器3644-3646。一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部總線3641將這些功能模塊功能性的互 連。每個(gè)處理器3605A或3605B典型地還具有一個(gè)或多個(gè)接口 3642，用于通過(guò)系統(tǒng)總線 3604，利用連接3618與外部設(shè)備通信。
應(yīng)用程序3633包括一系列指令3631，其可能包括條件轉(zhuǎn)移和循環(huán)指令。程序 3633還可以包括在程序3633的執(zhí)行中使用的數(shù)據(jù)3632。指令3631和數(shù)據(jù)3632分別存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)器位置36觀-3630和3635-3637中。取決于指令3631的相對(duì)大小以及存儲(chǔ)器位置 36觀-3630，特定的指令可以存儲(chǔ)在單個(gè)存儲(chǔ)器位置中，如在存儲(chǔ)器位置3630中所示的指 令所描述的?？蛇x地，指令可以分段成多個(gè)部分，每個(gè)部分存儲(chǔ)在分開(kāi)的存儲(chǔ)器位置，如存 儲(chǔ)器位置36觀-3629中所示的指令段所示。
通常，一組要在處理器3605A和3605B內(nèi)執(zhí)行的指令被提供給處理器3605A和 3605B。然后處理器等待隨后的輸入，處理器通過(guò)執(zhí)行另外一組指令對(duì)隨后的輸入進(jìn)行反 應(yīng)。每個(gè)輸入可以從多個(gè)資源的一個(gè)或多個(gè)提供，包括通過(guò)輸入裝置3602、3603中的一個(gè) 或多個(gè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，從跨越網(wǎng)絡(luò)3620、3622中的一個(gè)的外部資源接收到的數(shù)據(jù)，從存儲(chǔ)裝 置3506、3609中的一個(gè)獲得的數(shù)據(jù)，或者從插入到相應(yīng)讀取器3612中的存儲(chǔ)介質(zhì)3625獲 得的數(shù)據(jù)。一組指令的執(zhí)行在某些情況中可以引起數(shù)據(jù)的輸出。執(zhí)行還可以涉及存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 或變量至存儲(chǔ)器36；34。
稍后在本文中公開(kāi)的計(jì)算裝置利用了輸入變量36M，其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器3634中相 應(yīng)的存儲(chǔ)器位置3655-3658。執(zhí)行的計(jì)算產(chǎn)生輸出變量3661，輸出變量存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器3634 中相應(yīng)的存儲(chǔ)器位置3662-3665。中間變量可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器位置3659、3660、3666和 3667。
運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)處理器3605A和/或3605B的寄存器區(qū)3644-3646，運(yùn)算邏輯單 元(ALU) 3640，以及控制單元3639共同工作以執(zhí)行一系列微操作，需要這些微操作來(lái)對(duì)組 成程序3633的指令集中的每一個(gè)指令執(zhí)行“取出、解碼和執(zhí)行”循環(huán)。每個(gè)取出、解碼和執(zhí) 行循環(huán)包括
(a)取出操作，從存儲(chǔ)器位置36 取出或讀取指令3631 ；
(b)解碼操作，其中控制單元3639確定哪個(gè)指令已經(jīng)被取出；以及
(c)執(zhí)行操作，其中控制單元3639和/或ALU 3640執(zhí)行指令。
此后，可以執(zhí)行針對(duì)下一個(gè)指令的進(jìn)一步的取出、解碼和執(zhí)行循環(huán)。相似地，可以 執(zhí)行存儲(chǔ)循環(huán)，通過(guò)存儲(chǔ)循環(huán)控制單元3639存儲(chǔ)或?qū)懭胍粋€(gè)值到存儲(chǔ)器位置3632。
圖17至19中的算法的每個(gè)步驟或子過(guò)程與程序3633的一個(gè)或多個(gè)段相關(guān)聯(lián)， 并且通過(guò)處理器3605A(和/或3605B)中的寄存器區(qū)3644-3647，ALU 3640以及控制單元 3639共同工作來(lái)執(zhí)行，以針對(duì)程序3633中的標(biāo)注的段的指令集中的每一個(gè)指令執(zhí)行取出、 解碼和執(zhí)行周期。
所公開(kāi)的圖像處理方法可選地可以實(shí)現(xiàn)在專(zhuān)用硬件中，例如執(zhí)行各種計(jì)算程序的 功能或子功能的一個(gè)或多個(gè)集成電路。這樣的專(zhuān)用硬件可以包括圖形處理器，數(shù)字信號(hào)處 理器，或一個(gè)或多個(gè)微處理器，以及相關(guān)的存儲(chǔ)器。
為了能夠比較和整合兩個(gè)圖像的數(shù)據(jù)集合攜帶的信息，成像數(shù)據(jù)的各集合中的至 少一個(gè)要被變換，以使兩個(gè)集合都能用于單個(gè)坐標(biāo)系。在光學(xué)成像領(lǐng)域，該變換稱(chēng)為“配 準(zhǔn)”，以及“對(duì)齊”到單個(gè)坐標(biāo)系的圖像稱(chēng)為“配準(zhǔn)”圖像。
B、處理配準(zhǔn)的2D和3D圖像
如下公開(kāi)涉及擴(kuò)展了例如傳統(tǒng)的顯微CT的3D成像性能的方法，且能夠利用補(bǔ)償 和/或通過(guò)一定范圍2D顯微技術(shù)獲得的較高分辨率的數(shù)據(jù)來(lái)校準(zhǔn)3D圖像數(shù)據(jù)。以此方式 獲得的整合數(shù)據(jù)的一個(gè)應(yīng)用為用于巖心材料/樣本的地質(zhì)學(xué)表征。具體地，本公開(kāi)方法涉 及將2D圖像的圖像數(shù)據(jù)配準(zhǔn)到3D圖像上和3D圖像內(nèi)。
2D顯微圖像數(shù)據(jù)在相似分辨率的3D圖像體內(nèi)的像素-體素識(shí)別能夠映射3D圖 像中的X射線灰度等級(jí)到從顯微鏡技術(shù)獲得的一定范圍的屬性，并且用于研究包括礦物學(xué) (mineralogy)、元素組成、表面能和聲學(xué)/彈性屬性中的至少一個(gè)的屬性。而傳統(tǒng)的X射線 顯微CT具有大約1微米的分辨率，顯微技術(shù)能夠探測(cè)小至納米規(guī)格的特征和屬性。將2D圖 像對(duì)齊和映射到至少部分重疊樣本內(nèi)的空間區(qū)域的3D圖像能夠獲得當(dāng)前對(duì)于X射線CT分 析而言太細(xì)微的與特性有關(guān)的信息。配準(zhǔn)和處理后的圖像可以相對(duì)于彼此被任意定向、縮 放和/或平移。而且，本公開(kāi)方法的有利性能還可應(yīng)用于處理兩個(gè)3D圖像的配準(zhǔn)的情況， 其中兩個(gè)配準(zhǔn)的3D圖像可以相對(duì)于彼此被任意定向、縮放和平移。應(yīng)注意，在2D和3D圖 像之間配準(zhǔn)的情況中，部分重疊為通過(guò)3D成像技術(shù)成像的3D體與通過(guò)2D成像方式成像的 位于樣本上或樣本內(nèi)的被任意定向的平面之間的線或面重疊。在3D到3D配準(zhǔn)的情況中， 部分重疊典型地為通過(guò)一個(gè)或多個(gè)3D成像技術(shù)成像的樣本的兩個(gè)或更多個(gè)3D區(qū)域之間的 空間重疊。
本公開(kāi)方法執(zhí)行的映射能夠?qū)?lái)自一定范圍2D顯微鏡技術(shù)的傳統(tǒng)的沉積學(xué)數(shù)據(jù) (例如，與巖心描述、巖石記述學(xué)、地質(zhì)相、地質(zhì)巖石種類(lèi)、礦物相、礦物來(lái)源、彈性/聲學(xué)屬 性、表面化學(xué)有關(guān)的數(shù)據(jù))關(guān)聯(lián)到通過(guò)顯微CT分析獲得的3D圖像數(shù)據(jù)(例如，與衰減、顆 粒形狀、顆粒連通性、孔隙連通性、孔隙形狀有關(guān)的數(shù)據(jù))。顯微鏡技術(shù)可以探測(cè)到小至納 米，這低于顯微CT的分辨率。然后所獲得的高分辨率數(shù)據(jù)可以被直接關(guān)聯(lián)到來(lái)自3D顯微 CT圖像的X射線衰減數(shù)據(jù)。因此，傳統(tǒng)的沉積學(xué)信息可以關(guān)聯(lián)到與巖石學(xué)屬性(例如，滲透 性、排水毛細(xì)管壓力、聲學(xué)和震測(cè)屬性、電阻系數(shù)、NMR)以及儲(chǔ)層工程屬性(例如，相對(duì)滲透 性、殘余飽和度、吸收毛細(xì)管壓力)的預(yù)測(cè)有關(guān)的數(shù)據(jù)。
將2D圖像配準(zhǔn)到3D圖像所獲得的整合信息
所述方法的詳情在圖1中示出。一旦提取了多孔材料的樣本，在步驟102中例如通過(guò)微斷層掃描獲得3D圖像。然后收集樣本的一個(gè)或多個(gè)2D截面或暴露平面并準(zhǔn)備在步 驟104中用于顯微鏡法/光譜法，截面來(lái)自斷層掃描設(shè)備的視場(chǎng)。剩余的巖心材料可以用 于質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)(例如，壓氦法和壓汞法)。
通過(guò)如下技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)在步驟106中執(zhí)行顯微鏡法/光譜法
·掃描電子顯微鏡(SEM) ；二次和反散射；
·光學(xué)顯微鏡；
·掃描聲學(xué)顯微鏡；
·激光共聚焦顯微鏡；
·聚焦離子束掃描電子顯微鏡(FIBSEM)；
·能譜儀(EDAX)；
· 二次離子質(zhì)譜(SIMS)；
·光譜技術(shù)，包括但不限于紅外、UV-可見(jiàn)和拉曼光譜；以及
·其他顯微鏡或光譜技術(shù)。
以傳統(tǒng)技術(shù)處理獲得的顯微鏡法/光譜法2D圖像數(shù)據(jù)以提取跨越一定范圍長(zhǎng)度 規(guī)格(納米到微米規(guī)格)的2D樣本的各種結(jié)構(gòu)的屬性(步驟110)。該范圍使得能夠?qū)?如礦物學(xué)、表面屬性、局部表面相互作用、聲學(xué)屬性等的屬性進(jìn)行分析。例如，通過(guò)光學(xué)顯微 鏡的標(biāo)準(zhǔn)巖相分析能夠測(cè)量與如下屬性的至少一個(gè)相關(guān)的屬性
·孔隙率；
·礦物學(xué)(例如，石英、長(zhǎng)石、方解石、粘土、黃鐵礦等)；
識(shí)別顆粒邊界，粘結(jié)相；
·識(shí)別地質(zhì)相種類(lèi)；
·地質(zhì)巖石種類(lèi)。
所述方法的步驟108執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)2D圖像在3D圖像上的像素-體素配準(zhǔn)。步 驟110執(zhí)行傳統(tǒng)的2D圖像分析，例如光譜儀分析。這能夠在本方法的步驟112中獲得量化 的整合數(shù)據(jù)，這能夠?qū)νㄟ^(guò)單個(gè)技術(shù)單獨(dú)獲得的數(shù)據(jù)增加值。整合信息的一個(gè)應(yīng)用是通過(guò) 與高分辨率、高質(zhì)量的2D顯微分析數(shù)據(jù)相比較，來(lái)對(duì)3D圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行直接質(zhì)量控制。整合 數(shù)據(jù)還可以用于將來(lái)自高分辨率2D顯微鏡圖像的孔隙和礦物相信息直接關(guān)聯(lián)到從具有子 CT或傳統(tǒng)CT分辨率的3D圖像獲得的數(shù)據(jù)。這些關(guān)聯(lián)可以用于如下所述的任意一種
·直接測(cè)試微孔率測(cè)量值；
·將來(lái)自子CT分辨率規(guī)格的顆粒/孔隙尺寸信息填入微孔率數(shù)據(jù)；
將通過(guò)2D顯微鏡和光譜技術(shù)獲得的信息(例如，礦物學(xué)、粘結(jié)性、成巖歷史、更高 的分辨率(微米)孔隙率、有效滲透性、顆粒尺寸、亞微米分辨率的孔隙尺寸、聲學(xué)屬性和表 面化學(xué)特性)填入從顯微CT獲得的3D圖像數(shù)據(jù)。
同樣，利用如上所述的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，可以在可選的步驟114中模擬一定范圍的物理 屬性，包括不同流體相的相對(duì)滲透性、電阻率、介電反應(yīng)、NMR反應(yīng)、以及聲學(xué)震測(cè)反應(yīng)。關(guān) 于典型應(yīng)用的模擬方法的信息可以參考如下文獻(xiàn)
· Digital core laboratory :Petrophysical analysis from 3D imaging of reservoir core fragments，C. H. Arns, F. Bauget, A. Ghous, A. Sakellariou，T. J. Senden， A. P. Sheppard, R. M. Sok, W. V. Pinczewski, J. Kelly 禾口 Μ· A. Knackstedt，Petrophysics，46 (4)，260-277，2005。
· C. H. Arns, A. P. Sheppard, R. M. Sok 和 M. A. Knackstedt, NMR petrophysical predictions on digitized core images, Petrophysics,48(3),202-221(2007)。
· Archie' s exponents in complex lithologies derived from 3D digital core analysis, M. Knackstedt, C. Arns, A. Sheppard, T. Senden, R. M. Sok, W. Pinczewski 禾口 Μ. Ioannidis,Society of Petrophysicists and Well Log Analysts 48th Annual Logging Symposium, Paper Z, June 4—6, 2007, Austin, USA。
技術(shù)應(yīng)用的示例
1、在一個(gè)示例中，通過(guò)將3D圖像數(shù)據(jù)與來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)2D顯微分析的數(shù)據(jù)相比較，可以 實(shí)現(xiàn)對(duì)3D圖像數(shù)據(jù)的直接質(zhì)量控制。圖2和3顯示了巖石樣本的像素-體素配準(zhǔn)，巖石樣 本的更多孔隙在顯微CT數(shù)據(jù)上可分辨。圖2A顯示了 SEM圖像，圖2B顯示了通過(guò)本公開(kāi)方 法配準(zhǔn)的各個(gè)斷層掃描切片，如步驟108中所述(圖1)。2D圖像與3D圖像的體素直接對(duì) 應(yīng)。任何變化主要是由為顯微鏡分析所準(zhǔn)備的樣本造成的。
2、在另一個(gè)應(yīng)用中，可以執(zhí)行將來(lái)自3D圖像數(shù)據(jù)的衰減信息直接關(guān)聯(lián)到來(lái)自2D 顯微分析的增強(qiáng)信息。圖4A顯示了砂巖樣本的2D光學(xué)顯微鏡圖像的示例。觀察到了礦物 學(xué)中的擴(kuò)展的變化；可以映射礦物相分布，可以進(jìn)行一定范圍的經(jīng)典巖相分析。另一方面， 圖4B顯示了來(lái)自3D斷層掃描照片的相應(yīng)的配準(zhǔn)切片?；?D圖像中的衰減信息與從光 學(xué)顯微鏡圖像中獲得的礦物學(xué)信息的直接關(guān)聯(lián)，從顯微技術(shù)獲得的礦物學(xué)信息可以被關(guān)聯(lián) 以將信息填入/擴(kuò)散到3D顯微CT圖像數(shù)據(jù)中。
另一個(gè)示例如圖5所示，其顯示了以50納米分辨率獲得的顯微樣本的圖像。圖6 顯示了來(lái)自以2. 5微米分辨率獲得的斷層掃描照片的配準(zhǔn)切片。來(lái)自顯微CT數(shù)據(jù)的灰度 衰減信息可以直接關(guān)聯(lián)到50nm規(guī)格信息(例如，更高分辨率的孔隙尺寸、孔隙形狀、顆粒尺 寸和形狀)。
3、本方法還能夠使用高分辨率的顯微鏡技術(shù)來(lái)識(shí)別各種特征，然后這些特征在空 間上關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的3D顯微CT圖像。一旦這些特征被識(shí)別為2D和3D圖像之間的重疊區(qū) 域，通過(guò)空間關(guān)聯(lián)，它們可被推導(dǎo)來(lái)用于剩余的3D空間。此方法有效地利用顯微鏡數(shù)據(jù)將 附加信息構(gòu)造到3D圖像數(shù)據(jù)中。圖7A至7C中的圖像顯示了來(lái)自50nm規(guī)格的2D SEM圖 像(圖7C中的圖像)的顆粒尺寸和孔隙尺寸信息如何能夠產(chǎn)生嵌入(映射)到圖7A的3D 斷層掃描圖像中的孔隙結(jié)構(gòu)信息。因此，產(chǎn)生了整合的圖像數(shù)據(jù)集合，其組合了來(lái)自圖7A 的顯微CT圖像的數(shù)據(jù)以及圖7B和圖7C的薄截面數(shù)據(jù)。這樣的整合數(shù)據(jù)能夠探測(cè)薄截面 內(nèi)的微孔區(qū)域以提取納米孔隙尺寸信息。能夠在更高放入率的配準(zhǔn)圖像上探測(cè)小至nm規(guī) 格(50nm或更低)的圖像信息使得能夠以這些規(guī)格在3D圖像中測(cè)量連通性特性。
在一個(gè)應(yīng)用中，孔隙尺寸和灰度衰減之間的直接關(guān)聯(lián)能夠?qū)Ⅲw素的孔隙尺寸信息 擴(kuò)散到3D數(shù)據(jù)中，所述孔隙尺寸信息最初被簡(jiǎn)單地賦于孔隙率值。礦物學(xué)信息、聲學(xué)/彈 性屬性和表面化學(xué)信息也可以通過(guò)隨機(jī)技術(shù)映射以最優(yōu)地填入3D顯微CT數(shù)據(jù)。
去扭曲幾何圖像校正
一些顯微鏡在將要與另一圖像配準(zhǔn)的圖像中引入了幾何變形。這將意味著，例如， 在圖像中測(cè)量的兩個(gè)對(duì)象之間的距離可能不是兩個(gè)對(duì)象之間的真實(shí)距離。在推斷出精確的 量化信息之前，或者將兩個(gè)圖像準(zhǔn)確地配準(zhǔn)之前，需要消除此幾何變形，以適當(dāng)?shù)卣纤鼈兊男畔ⅰＯ齺?lái)自圖像的變形的過(guò)程稱(chēng)為去扭曲。
去扭曲過(guò)程包括兩個(gè)階段。開(kāi)始時(shí)，確定與觀察到的變形相關(guān)聯(lián)的扭曲變換。然 后，對(duì)圖像應(yīng)用反向扭曲變換以產(chǎn)生幾何學(xué)上校正的圖像。
估測(cè)扭曲變換的示例為獲取彼此相對(duì)的真實(shí)位置已知的點(diǎn)集合的圖像。然后此信 息用于在未變形圖像中的點(diǎn)和變形圖像中的點(diǎn)之間構(gòu)造光滑映射。為此目的可以使用任意 收集的點(diǎn)。然而，校正的準(zhǔn)確性取決于如何能夠很好的確定扭曲變換。這還取決于校正的 復(fù)雜度和光滑性。
如下描述如何以自動(dòng)方式針對(duì)2D圖像確定扭曲變換的示例方法。相同的原理也 可應(yīng)用于3D情況。
去扭曲過(guò)程的階段1包括
1、取出規(guī)則正方形柵格的圖像(圖8)。該圖像稱(chēng)為柵格圖像并且用于確定圖像中 的變形。
2、提取柵格圖像的中心處的小區(qū)域910，其足夠大以包含每個(gè)方向上表示為實(shí)心 深陰影框的多個(gè)柵格單元。區(qū)域910稱(chēng)為模板(圖9)。淺陰影虛線框912表示模板圖形被重復(fù)的位置。
3、計(jì)算柵格圖像和模板之間的交叉關(guān)聯(lián)，并且確定關(guān)聯(lián)峰位(correlation peak) 0關(guān)聯(lián)峰位表示相同圖形重新出現(xiàn)的地方。對(duì)于小的變形，簡(jiǎn)單平移足夠準(zhǔn)確。對(duì)于 較大的變形，可能需要旋轉(zhuǎn)和縮放模板。在兩種情況中，使用傅里葉變換以有效方式執(zhí)行這 些計(jì)算。
4、確定最靠近圖像的中心的五個(gè)關(guān)聯(lián)峰位及其它們相對(duì)于柵格主軸u和ν的關(guān) 系，如圖10所示。通過(guò)構(gòu)架，這將是中心位置本身，以及沿著柵格的每個(gè)主軸的第一關(guān)聯(lián)峰 位。這些軸無(wú)需與圖像的軸對(duì)齊。
5、從這五個(gè)關(guān)聯(lián)峰位，可以確定柵格的主軸。然后這些軸用于針對(duì)剩余的關(guān)聯(lián)峰 位估測(cè)正確位置，即，它們?cè)诜亲冃螆D像中應(yīng)處的位置。
6、為每一個(gè)關(guān)聯(lián)峰位分配正確位置，這定義了此點(diǎn)集合的扭曲變換。然后通過(guò)合 適的插值方案來(lái)定義這些點(diǎn)之間的位置的扭曲變換。
階段2，圖像的去扭曲。在此處，對(duì)變形的圖像應(yīng)用反向扭曲變換，以獲得未變形圖 像未變形圖像中的每個(gè)像素被映射到其相應(yīng)的扭曲位置，并且通過(guò)插值在變形圖像中找 到像素值。用與未變形圖像對(duì)齊的規(guī)則柵格來(lái)操作極大地簡(jiǎn)化了計(jì)算。為了計(jì)算效率，通 過(guò)兩個(gè)步驟執(zhí)行此處理
1、計(jì)算與未變形圖像對(duì)齊的規(guī)則柵格上的扭曲參數(shù)(平移、旋轉(zhuǎn)等)。
2、通過(guò)在規(guī)則柵格上插值來(lái)找到針對(duì)每個(gè)圖像點(diǎn)的扭曲參數(shù)。去扭曲過(guò)程對(duì)整合 圖像的質(zhì)量的影響如圖11所示。通過(guò)觀察明顯看出，從去扭曲SEM圖像獲得的整合圖像 (圖11B)的質(zhì)量好于從未去扭曲的圖像所獲得的圖像的質(zhì)量(圖11A)。
應(yīng)注意，上述去扭曲方法是示意性的，也可以采用其他方法。
C、處理配準(zhǔn)的3D至3D圖像
下面描述其他應(yīng)用，其精確地將任意定向(例如旋轉(zhuǎn)、縮放、移動(dòng))的3D圖像配準(zhǔn) 到3D圖像。通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行很多復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)之后在一定范圍的條件下測(cè)量同一多孔材料 的物理屬性，作為結(jié)果獲得的整合信息極大地?cái)U(kuò)展了傳統(tǒng)顯微CT成像的能力。
如果在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)獲得的一系列3D圖像可以配準(zhǔn)到3D中，流體相分布 可以在嚴(yán)重老化之后或在很長(zhǎng)的平衡次數(shù)之后以孔隙規(guī)格直接映射到3D中。然后可以 基于圖像數(shù)據(jù)模擬全范圍的期望的物理屬性。這些物理屬性包括相對(duì)滲透性(在多孔材 料內(nèi)的多流體相的滲透性)，被多流體相填入的巖石的電阻率，彈性反應(yīng)屬性，NMR反應(yīng) 以及動(dòng)態(tài)毛細(xì)管壓力(參看，例如如下文獻(xiàn)中描述的方法“Digital core laboratory Petrophysical analysis from 3D imaging of reservoir core fragments，，， C. H. Arns, F. Bauget, A. Ghous, A. Sakellariou, T. J. Senden, A. P. Sheppard, R. M. Sok, W. V. Pinczewski, J. Kelly 和 Μ. A. Knackstedt,Petrophysics, 46 (4)，260—277，2005)。流體 分布可以直接與孔隙網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)果比較，并且作為校準(zhǔn)工具用于孔隙規(guī)格建模技術(shù)的正確 度。
本公開(kāi)方法通常涉及肉眼觀察和量化孔隙結(jié)構(gòu)、礦物相結(jié)構(gòu)、以及三維多孔介質(zhì) 的孔隙空間內(nèi)的多流體相分布的變化。從多孔介質(zhì)的變化的直接量化中，可以估測(cè)在變化 的飽和度狀態(tài)和變化的表面化學(xué)條件下多孔材料的一定范圍的物理屬性。這些屬性包括不 同流體相的相對(duì)滲透性、電阻率、介電反應(yīng)、NMR反應(yīng)以及彈性。材料包括儲(chǔ)層巖心材料、土 壤、顆粒狀材料以及其他合成物。
本公開(kāi)方法解決了對(duì)實(shí)際條件下的多相流動(dòng)、巖石力學(xué)和巖石學(xué)屬性進(jìn)行 理解的本質(zhì)需求。例如，已知原油中的巖心老化后的流體吸收特征變化(參見(jiàn)例如， Morrow, "Wettability and its effect on oil recovery，，，SPE 21621，發(fā)表于 Journal of Petroleum Technology, December 1990，p. 1476 以及 Graue 等，“Alteration of wettability and wettability heterogeneity，，Journal of Petroleum Science & Engineering, Vol. 33，pp. 3-17)。其他測(cè)量還要求能夠在儲(chǔ)層溫度和覆蓋層壓力下進(jìn)行實(shí) 驗(yàn)。進(jìn)行沒(méi)有樣本發(fā)生移動(dòng)或樣本從顯微CT設(shè)備移開(kāi)這樣的實(shí)驗(yàn)通常是不實(shí)際的。提出 的方法能夠?qū)颖境上?，在?shí)驗(yàn)室中對(duì)樣本進(jìn)行一定范圍的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)，然后對(duì)樣本再成像， 并通過(guò)所描述的算法實(shí)現(xiàn)的軟件來(lái)配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)后獲得的3D圖像。
用于整合與3D-3D配準(zhǔn)圖像相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的方法
此方法的步驟如圖12所示。方法開(kāi)始于在步驟1202取得關(guān)注的多孔材料的3D 圖像。此成像定義了初始參考狀態(tài)A。典型地，此狀態(tài)下的所研究的樣本為干的(圖13)或 流體飽和的(圖14)。然后圖像數(shù)據(jù)在步驟1204存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。
接下來(lái)的步驟1206涉及對(duì)多孔材料執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)可能導(dǎo)致孔 隙結(jié)構(gòu)、礦物相結(jié)構(gòu)或孔隙流體分布的結(jié)構(gòu)或化學(xué)變化。實(shí)驗(yàn)的示例可以包括如下任一個(gè)
針對(duì)多孔材料的流體遷移研究，其可以是如下形式
非融合的流體遷移；
鉆孔流體侵入；
用表面活性劑、微生物、聚合體、凝膠體或膠體注采；或
互溶流體遷移。
活性效應(yīng)，可以包括如下任一個(gè)
活性流動(dòng)；
用溶劑注采；
·沉積和活性堵塞；
·生物堵塞。
機(jī)械效應(yīng)，諸如
顆粒礦物學(xué)/破裂；
·粘土膨脹、附著和分離；或者
流體的聲學(xué)激化。
·流體對(duì)孔隙和礦物相結(jié)構(gòu)的影響
流體交換；
·通過(guò)微粒、聚合物和/或水溶液的孔隙堵塞；
粘土遷移(自然的)；
·膠體附著/分離以及堵塞；
粘土膨脹；
潤(rùn)濕性分布，包括
·將流體分布關(guān)聯(lián)到孔隙尺寸和結(jié)構(gòu)；
·天然老化對(duì)潤(rùn)濕性以及孔隙流體分布的影響；
·測(cè)量液體/液體和液體/固體界面的表面化學(xué)屬性(例如，接觸角、液體膜的出 現(xiàn))；
本方法還包括，在進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)之后，在步驟1208對(duì)樣本材料再成像，并 在步驟1204存儲(chǔ)再成像的數(shù)據(jù)。樣本可以被再成像多次。除了用樣本執(zhí)行實(shí)驗(yàn)，步驟1206 還可以涉及獲得用于更高的分辨率成像的樣本子段。結(jié)果，產(chǎn)生了一對(duì)圖像，其表示在實(shí) 驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)后取得的任一圖像，或者用不同的成像分辨率獲得的圖像。然后在步驟1210和 1212，通過(guò)對(duì)齊和疊加來(lái)自通過(guò)執(zhí)行3D圖像的體素配準(zhǔn)獲得的兩個(gè)圖像的3D數(shù)據(jù)，可以 將兩個(gè)數(shù)據(jù)集合用于獲得整合成像信息。然后可以在另一對(duì)圖像之間執(zhí)行這樣的對(duì)齊和整 合。對(duì)兩個(gè)或更多個(gè)圖像的信息的整合過(guò)程可包括基于來(lái)自所有圖像的信息來(lái)確定樣本的 特定區(qū)域的物理或化學(xué)屬性。還可以包括量化孔隙結(jié)構(gòu)、礦物相結(jié)構(gòu)或孔隙流體分布的變 化。
現(xiàn)返回圖13和14，所述圖顯示了流體吸收后多孔巖石中的氣相/水相。執(zhí)行的 3D配準(zhǔn)使得流體的孔隙規(guī)格分布可直接被肉眼觀察和在3D中量化。特別地，圖14顯示了 在執(zhí)行濕流體被吸入干燥巖石的實(shí)驗(yàn)之后圖13的巖石中的流體分布。
圖15顯示了 3D視頻的快照，描述了取自一對(duì)3D圖像數(shù)據(jù)文件的圖像配準(zhǔn)的流體 分布。
對(duì)樣本材料的再成像可以重復(fù)很多次——在每次進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)之后，或者在一系列 實(shí)驗(yàn)之后。圖像數(shù)據(jù)再次存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)或者進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的其他電子系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中(通 常為硬驅(qū)動(dòng))。因此，對(duì)不同圖像的獲取之間的時(shí)間長(zhǎng)度沒(méi)有時(shí)間限制。然后兩個(gè)或多個(gè)存 儲(chǔ)的圖像的體素-體素配準(zhǔn)能夠?qū)?lái)自任意數(shù)量的圖像的信息組合，因此增加了所有實(shí)驗(yàn) 的價(jià)值。
提出的用于從任意時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行的任意數(shù)量的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生整合圖像的方法不同于 包括現(xiàn)有技術(shù)的當(dāng)前狀態(tài)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方法。在第一個(gè)方法中，由M. ProdanovM等在“3D image-based characterization of fluid displacement in a Berea core，，Advancesin Water Resources 30，2007，p214，中提出，所有的實(shí)驗(yàn)以光束線進(jìn)行，意味著實(shí)驗(yàn)的屬 性和持續(xù)時(shí)間受光束線可用性、空間因素、溫度和機(jī)械穩(wěn)定性需要的限制。在第二個(gè)方法中 (參看，例如 Dautriet 等白勺"Laboratory determination of stress path dependency of directional permeability of Estaillades limestone，，,Symposium of the Society of Core Analysts, Abu Dhabi, November 2008，paper SCA2008-26)，樣本被成像，然后取出用 于實(shí)驗(yàn)修改，然后返回到光束線用于再成像，但是沒(méi)有對(duì)不同的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)。在此情況 中，沒(méi)有獲得直接整合的圖像信息，且僅有的結(jié)果是空間平均數(shù)。
最后的步驟1212涉及利用從步驟1210中配準(zhǔn)的3D圖像獲得的整合信息，來(lái)量化 孔隙結(jié)構(gòu)、礦物相結(jié)構(gòu)或孔隙流體分布的變化。也可以研究這些變化所暗示的多孔材料的 物理屬性。例如，從潤(rùn)濕性分布的孔隙規(guī)格分布的直接量化，可以研究對(duì)這些多孔材料在變 化的飽和度狀態(tài)以及變化的表面化學(xué)條件下的一定范圍的物理屬性的直接模擬。關(guān)注的屬 性典型地包括不同流體相的相對(duì)滲透性、電阻率、介電反應(yīng)、NMR反應(yīng)，以及彈性。
圖16A和16B描述了孔隙尺寸的分布和氣/水流體含量之間的關(guān)系。3D配準(zhǔn)使 得流體的孔隙規(guī)格分布能夠直接被肉眼觀察且在3D中量化(圖16A)。圖16B顯示了非濕 (氣)相在3D中駐留的區(qū)域的分布。在此情況中，系統(tǒng)初始是水潤(rùn)濕，因此殘余氣相主要駐 留在較大孔隙中，水相集中在更小的孔隙中。
D、示例應(yīng)用
下面討論跨越一定范圍的學(xué)科的針對(duì)多孔材料的相關(guān)實(shí)驗(yàn)的多個(gè)示例，其中量化 孔隙結(jié)構(gòu)、礦物相結(jié)構(gòu)或孔隙流體分布中的可能的結(jié)構(gòu)或化學(xué)變化的能力是重要的。
1、在孔隙規(guī)格針對(duì)多孔材料描述流體遷移。首先，描述在不同潤(rùn)濕性條件和飽和 度狀態(tài)下對(duì)多孔材料成像的一些應(yīng)用以及再成像?？梢栽诙嗫撞牧蟽?nèi)對(duì)多個(gè)相進(jìn)行成像。 與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的流體遷移屬性可以包括
a、巖心分析中的非融合流體遷移(上游油和氣/地下水以及水文)；
多飽和度狀態(tài)下的排水和吸收注采。
在變化的潤(rùn)濕性狀態(tài)下(油濕、水濕、高混合濕、低混合濕)的排水和吸收。
探測(cè)注采過(guò)程中或注采后原油的老化對(duì)碳?xì)浠衔?、鹽水、氣等分布的影響。
探測(cè)流體的分布范圍
〇油/碳?xì)浠衔?br> 〇水/鹽水
〇CO2
〇泥
〇鉆井流體
〇聚合物
O膠體
O分散劑
〇孔隙堵塞流體(例如聚合物、凝膠體、微生物種類(lèi))
測(cè)試由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的注采；
〇用于孔隙結(jié)構(gòu)中最大程度的提取的最佳鹽水
〇利用變化的油相/鹽水混合物測(cè)試孔隙規(guī)格分布。
〇測(cè)試改進(jìn)/增強(qiáng)的采油策略(例如WAG注入和膠體激化)的效率
·對(duì)侵入到巖心材料中的泥土(形成破壞)進(jìn)行成像。
b、易融合的流體遷移
·易融合的注采(EOR)
地下水補(bǔ)充；
〇量化孔隙規(guī)格的有毒或放射性溢流的分布
〇測(cè)試防漏方法(化學(xué)的、水文的)
2、流體對(duì)孔隙和礦物相結(jié)構(gòu)的影響流體交換對(duì)多孔材料的孔隙結(jié)構(gòu)、礦物結(jié)構(gòu) 和潤(rùn)濕性的影響(例如，鹽水的稀釋對(duì)孔隙拓?fù)涞挠绊?；
a)粘土遷移(自然的)；
b)膠體附著/分離和堵塞；以及
c)粘土膨脹。
3、潤(rùn)濕性分布。表征被多流體相占據(jù)的多孔材料中的流體/流體和流體/固體界 面的潤(rùn)濕性狀態(tài)。其包括
a、將流體分布關(guān)聯(lián)到孔隙尺寸和結(jié)構(gòu)
b、測(cè)量流體/流體和流體/固體界面的表面化學(xué)屬性(例如接觸角、流體膜的出 現(xiàn))
4、活性效應(yīng)。針對(duì)活性組分對(duì)多孔材料的孔隙和礦物相結(jié)構(gòu)的影響采取直接孔隙 規(guī)格研究。也可以在多個(gè)時(shí)間步驟采取流體潤(rùn)濕性研究。
a、活性流動(dòng)；
〇超臨界(X)2
〇酸性注采
〇溶解性注采
b、沉積和活性堵塞；
C、生物堵塞。
5、機(jī)械效應(yīng)機(jī)械應(yīng)力和張力對(duì)多孔材料的孔隙和礦物相結(jié)構(gòu)的影響。其可以包 括
〇顆粒礦物學(xué)/破碎
〇粘土膨脹、附著和分離
〇流體的聲學(xué)激化。對(duì)使用聲波以增強(qiáng)碳?xì)浠衔锘厥者M(jìn)行測(cè)試。
E、圖像配準(zhǔn)工作流程
應(yīng)注意此后描述的配準(zhǔn)工作流程應(yīng)用于2D-3D以及3D-3D圖像配準(zhǔn)。與定義有微 小變化的相同的配準(zhǔn)工作流程也應(yīng)用于2D-2D圖像配準(zhǔn)。
定義
令T表示整個(gè)離散圖像，令T^k表示離散圖像在索引(i，j，k)處的亮度。令F為 另一個(gè)離散圖像，相似的，令Fu,k表示離散圖像F在索引(i，j，k)處的亮度。另外，令I(lǐng)(n) 表示通過(guò)用因子dn下采樣從離散圖像I產(chǎn)生的離散圖像?？偸嵌xCltl = 1，從而Γ(()) ^ T 且滬…。F。離散圖像T為移動(dòng)離散圖像，F(xiàn)為固定離散圖像。移動(dòng)(或變換)Τ，從而T與 固定離散圖像配準(zhǔn)。例如，T為2D SEM圖像，其待與3D顯微CT圖像F配準(zhǔn)。如果T為2D圖像，其可以被簡(jiǎn)單地解釋為在三維空間中的平面，即，第三索引維度是固定的，比如k = 0?；蛘?，如另一個(gè)示例，T可以是3D濕顯微CT圖像，其待與3D干顯微CT圖像F配準(zhǔn)。離 散圖像F和T可以是一對(duì)2D圖像(例如，圖17的圖中所示的SEM薄截面圖像的部分片段 174)，并且通過(guò)小的可計(jì)量的變化，如下方法應(yīng)用于2D至2D配準(zhǔn)。
令一)— R為離散圖像一)的插值圖像版本，其中^^!^。相似的，令^ Ω f — R為離散圖像F(n)的插值版本，其中Ω, e R3。
定義屮⑷.R^x R^ 擴(kuò)為空間變換，其在給定的一組變換參數(shù)於e /Tw下，將3D 點(diǎn)映射到3D點(diǎn)中。
令~>及定義距離-度量，其表示兩個(gè)插值圖像t(n)和f(n)之間的配準(zhǔn)的 質(zhì)量。我們還要的值越小，配準(zhǔn)的越好，Μω的值越大，配準(zhǔn)的越差。
給定初始離散圖像t 和f ，需要找到將兩個(gè)圖像配準(zhǔn)的變換參數(shù)Φ*。這可以 重述為最優(yōu)化問(wèn)題
配準(zhǔn)最優(yōu)化問(wèn)題給定空間變換Ψ ，距離-度量M(Q)以及圖像t(0)和f ，找到 fW，從而
Φ" = (mwW)
通常，M(°)為具有多個(gè)局部極小值的復(fù)雜函數(shù)，且對(duì)其進(jìn)行估計(jì)的計(jì)算成本高(特 別對(duì)于全分辨率圖像)。因此，單獨(dú)的局部數(shù)值最優(yōu)化方法(單一方法，Powell方向集方 法，梯度下降法等)不能找到Φ*(的近似值)。如下部分表示多分辨率多起點(diǎn)全局最優(yōu)化 方法，其能夠解決配準(zhǔn)最優(yōu)化問(wèn)題。
通用方法
1、選擇下采樣因子 dQ，. . .，dN，空間變換 Ψ (°)，. . .，Ψ (N)，距離度量 M(°)，. . .，M(N)， 以及最佳變換參數(shù)的數(shù)量J(°)，. . .，J(N)。這些變量的選擇示例如下。
2、定義φ( CiTw為來(lái)自及“^的一些有限采樣點(diǎn)，令P 為集合Φ(Ν)中的元素的 數(shù)量。對(duì)于每個(gè)Φ/) e Φ(Ν), ρ = 1,..., Ρ(Ν)，估計(jì)⑷)。參見(jiàn)如下Φ(Ν)示 例。
3、產(chǎn)生集合添的={灼:Ψ} == 1,.··,/_)，其中Pj定義為使得my為所有的= …的第j個(gè)最小值。
4、設(shè)置 η = N。
5、設(shè)置11 = 11-1。如果η彡0，則持續(xù)到6，否則持續(xù)到9。
6、對(duì)于每一個(gè)j = 1，. . .，J(n+1)，使用局部數(shù)值最優(yōu)化算法(例如Powell方向集似小化)，起點(diǎn)εφ("+、以il.i; : Milis的局部最小值。所計(jì)算的局部最小值所采用的轉(zhuǎn)換參數(shù)表示，這些局部最小值的距離-度量值表示為箱f1=M^
7、產(chǎn)生變換參數(shù)集合；
ΦW = {ψμ 朽=4lf,j = 1/("))，11；屮 Pj 定義為使得為所有的/ ")=l，...，J(n)的第j個(gè)最小值。
8、跳轉(zhuǎn)到 5。18
9、設(shè)定
權(quán)利要求
1.一種處理樣本的圖像數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括配準(zhǔn)至少部分重疊樣本的空間區(qū)域的第一和第二圖像；以及處理來(lái)自配準(zhǔn)圖像的數(shù)據(jù)以獲得包括與樣本有關(guān)的信息的整合圖像數(shù)據(jù)，所述信息相 對(duì)于從所述第一和第二圖像獲得的信息是附加的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述信息包括對(duì)樣本的特性的空間分布的量化估測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述配準(zhǔn)包括基于分辨率逐漸變高的圖像來(lái)執(zhí)行 計(jì)算變換參數(shù)的迭代過(guò)程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一圖像為3D圖像，所述第二 圖像為具有相對(duì)較高分辨率的2D圖像，以及其中所述配準(zhǔn)包括2D圖像數(shù)據(jù)與3D圖像數(shù)據(jù) 的各切片的坐標(biāo)對(duì)齊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中通過(guò)映射與2D圖像相關(guān)聯(lián)的像素圖像數(shù)據(jù)以填入 3D圖像的所述切片的各配準(zhǔn)的體素，獲得用于所述切片的整合圖像數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中處理來(lái)自2D圖像以及所述切片的圖像數(shù)據(jù)，以 獲得遍布3D圖像所成像的至少一個(gè)空間區(qū)域的樣本的所述特性的空間分布的所述量化估 計(jì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)2D圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理以提供跨 越一定范圍的長(zhǎng)度規(guī)格的所述量化估計(jì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中在將2D圖像與3D圖像配準(zhǔn)之前對(duì) 2D圖像去扭曲。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一和第二圖像為3D圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第一圖像比所述第二圖像的分辨率高，且其 中通過(guò)映射與第一 3D圖像相關(guān)聯(lián)的像素圖像數(shù)據(jù)以填入所述第二 3D圖像的各配準(zhǔn)的體素 來(lái)獲得所述整合圖像數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中處理來(lái)自第一3D圖像的圖像數(shù)據(jù)，以獲得遍布 第二 3D圖像所成像的至少一個(gè)空間區(qū)域的樣本的所述特性的空間分布的所述量化估計(jì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中第一和第二3D圖像取自不同的時(shí)間點(diǎn)，且其中所 獲得的整合數(shù)據(jù)形成第三3D圖像，所述第三圖像由表示第一和第二 3D圖像的圖像數(shù)據(jù)之 間的差別的數(shù)據(jù)填入。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述特性包括樣本的物理屬性、結(jié)構(gòu) 屬性、化學(xué)屬性、礦物學(xué)、孔隙度、滲透性、聲學(xué)屬性、顆粒尺寸、孔隙尺寸、彈性屬性、表面屬 性和局部表面相互作用、連通性特性、顆粒邊界、粘結(jié)相、地質(zhì)相種類(lèi)、地質(zhì)巖體種類(lèi)、礦物 相結(jié)構(gòu)、或孔隙流體分布中的至少一個(gè)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括利用整合數(shù)據(jù)來(lái)模 擬成像樣本的物理屬性的步驟，所述物理屬性包括樣本材料的不同流體相的相對(duì)滲透性、 電阻率、介電反應(yīng)、NMR反應(yīng)、和彈性中的至少一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中3D圖像通過(guò)顯微CT成像獲得，2D 圖像通過(guò)如下技術(shù)中的任一項(xiàng)獲得掃描電子顯微鏡(SEM)；光學(xué)顯微鏡； 聚焦離子束SEM ； 激光共聚焦顯微鏡； 能量分散X射線分析； X射線熒光； X射線光電子能譜； 二次離子質(zhì)譜； 紅外與拉曼光譜； UV和可見(jiàn)光譜； 掃描聲學(xué)顯微鏡；和 原子力顯微鏡。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中利用多分辨率多起點(diǎn)全局最優(yōu)化方 法來(lái)執(zhí)行圖像配準(zhǔn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中實(shí)施所述最優(yōu)化方法的計(jì)算策略包括任務(wù)并行 和數(shù)據(jù)并行中的至少一種。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中圖像配準(zhǔn)的計(jì)算程序?qū)嵤┓植际酱鎯?chǔ)器并行算法。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一和第二圖像被任意地彼此 相對(duì)定向、平移和/或縮放。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中當(dāng)單獨(dú)考慮每個(gè)圖像時(shí)，所獲得的整 合圖像數(shù)據(jù)包括與樣本有關(guān)的信息，該信息相對(duì)于從所述第一和第二圖像獲得的信息是附 加的。
21.一種計(jì)算機(jī)程序，能夠執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的步驟。
22.—種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，具有計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括根據(jù)權(quán)利 要求20所述的計(jì)算機(jī)程序。
23.一種用于處理樣本的圖像數(shù)據(jù)的電子系統(tǒng)，包括至少一個(gè)成像裝置，設(shè)置為獲取至少部分重疊樣本的空間區(qū)域的第一圖像和第二圖像；存儲(chǔ)裝置，設(shè)置為存儲(chǔ)所獲取的圖像；以及至少一個(gè)微處理器，設(shè)置為檢索和配準(zhǔn)所獲取的圖像的數(shù)據(jù)以獲得整合圖像數(shù)據(jù)，整 合圖像數(shù)據(jù)包括與樣本有關(guān)的信息，所述信息相對(duì)于從所述第一和第二圖像獲得的信息是 附加的。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)成像裝置包括3D成像裝置。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)成像裝置包括2D和3D成像裝置，2D 成像裝置能夠產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上比3D成像裝置所獲得的圖像的分辨率更高的圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種處理樣本的圖像數(shù)據(jù)的方法。該方法包括配準(zhǔn)至少部分重疊樣本的空間區(qū)域的第一和第二圖像，以及處理配準(zhǔn)圖像的數(shù)據(jù)以便獲得包括與樣本有關(guān)的信息的整合圖像數(shù)據(jù)，所述信息相對(duì)于可從所述第一和第二圖像獲得的信息是附加的。
文檔編號(hào)G06T7/00GK102037492SQ200980118140
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者A·M·金斯頓, A·P·謝潑德, M·A·克納克施泰特, R·M·索, S·J·萊瑟姆, T·K·瓦爾斯洛特 申請(qǐng)人:澳大利亞國(guó)立大學(xué)